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セラミックスの結合
いつもお世話になります。 セラミックスの電子顕微鏡写真を見ましたら、石垣のようにセラミックスの粒子が積まれてあるように見えました。 セラミックスはイオン結合だとか、共有結合だ等聞いたことがありますが、写真で見るとどのようにそれぞれの石ころ（粒子）が結合しているのか分かりません。 是非易しく教えて下さい。
- TIGER1
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- a0123456789
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あなたの質問から推察すると見られた電顕写真はＳＥＭ写真ですね？ あなたの質問されている結合(イオン結合だとか、共有結合)は粒子内の原子(又はイオン)の結合のことでこれは電顕では見れません。(ＳＥＭの場合ですと、結合しているもの[原子又はイオン]すら倍率が低くて見えないはずですが.....) 写真で見られた石ころ（粒子）見たいなのはセラミックスの結晶粒では無いでしょうか？ 一般的なセラミックスでは、粒と粒の間には粒界相が存在し、この粒界相に取り囲まれるように主結晶相(石垣みたいに見えたもの)が存在するため、くっ付いています。よって石垣の石同士は結合しておらず、石と石の間の粒界相がレンガ積みの壁におけるモルタルような働きをして離れない様になっているだけです。
お礼
有り難うございました。 仰るとおりＳＥＭ写真で、粒子サイズはμmオーダーです。 粒子間には粒界相（主にガラス？）が存在し、その粒界相が粘着剤の働きをしていると解釈して良いでしょうか。 だとすると強度や耐熱性は粒界相の性質に影響されているのでしょうか。 お手数をお掛けしました。
- rousei
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＃１です。 セラミックスは金属と非金属の組合せからなる共有結合だからだと思います。金属と非金属との間は固い結合で結ばれているので、結合力は金属やプラスチックに比べて強いのです。
お礼
有り難うございました。 文献等で教えていただいたようなことが書かれていました。 μmオーダーの石ころの内部では共有結合であっても、石ころ間ではどうやってくっついているのかなと思った次第です。 お手数をお掛けしました。
- titanuser
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残念ながら結合しているところ（部分）を見ることはできません。電顕で見えた粒子は電気的な力で結びついていますが、電気としては非常に弱く、放電管のようなイメージでは見ることはできないと思います。
お礼
有り難うございました。 確かにＳＥＭによる目視では見えないと思います。 非常に小さいμmオーダーの石ころの場合重力とは違う何かでくっついていると考えていました。
- rousei
- ベストアンサー率42% (9/21)
あるセラミックスについての説明が書いてあるので、参考にしてみてください＾＾基本的には共有結合のようです。 ↓ http://cpn.aist.go.jp/cpn/cpnadmin/servlet/putAttachdata?ATTACHDATAID=5055
お礼
早速教えていただき有り難うございました。 参考ＵＲＬを開いてみましたが専門的なところもあり、よく分かりませんでした。素朴な疑問として小石を積んだだけのように見えるのになぜ強度があるのかがまだ分かりません。 もう少し簡単に教えていただけると有り難いです。
お礼
お礼をお伝えするのが遅れ、申しわけ御座いませんでした。 非常に詳しいご説明を頂き有り難うございました。 セラミックスの場合、粒子－粒界相、粒子内ともに共有結合であること、粒子同士の結晶方位が異なっているため粒子が一つにならず分かれているがそれでも強い力（共有結合）で結びついていることが分かりました。 窒化ケイ素の場合、助剤を増やすと焼結する温度が下がり、高温特性が落ちるというのは、極端な言い方かも知れませんが、助剤が溶けてくっつき、窒化ケイ素自身は焼結していないことを表しているのでしょうか。 いろいろ教えていただき有り難うございました。